CN101160042A - 多倍氧测量装置 - Google Patents

多倍氧测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101160042A
CN101160042A CNA2006800076339A CN200680007633A CN101160042A CN 101160042 A CN101160042 A CN 101160042A CN A2006800076339 A CNA2006800076339 A CN A2006800076339A CN 200680007633 A CN200680007633 A CN 200680007633A CN 101160042 A CN101160042 A CN 101160042A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxygen
matrix
plant cultivation
base plate
sensing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006800076339A
Other languages
English (en)
Inventor
阿尔伯特·范德伊杰
韦赛尔·卢伊特杰·霍尔特曼
阿里·德拉耶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Original Assignee
Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO filed Critical Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Publication of CN101160042A publication Critical patent/CN101160042A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种植物培育环境的系统，包括：氧感测装置，用于感测所述环境中的氧水平。根据本发明，所述氧感测装置包括用于支撑基质的底板；和多个氧感测器，其每一个以预定位置置于所述底板上，用于感测所述基质中的局部氧水平。以这种方式，水灌溉方案可以基于在多个位置处所感测的水平。

Description

多倍氧测量装置
技术领域
本发明涉及一种植物培育环境系统，包括：氧感测装置，用于感测所述环境系统中的氧水平。
背景技术
对于植物培育环境，WO03005807讨论了涉及监测和改善生长条件的多个方面。这些方面中的一个是测量植物基质中的氧水平以便充分地调整氧水平，从而改善基质中的生长条件。所提出的进行这样的氧监测的感测器是在WO01/63264中描述的感测器，利用氧的荧光淬灭效应。这种感测器可以用作接触氧环境的荧光涂层并且通过荧光的光电读出可推断氧水平。
讨论的一个方面是这样的事实，即水的水平对于进一步评估基质的充氧(氧合，oxygenation)是一个重要的因素。论及的另一方面是这个方面，即氧水平可以从一个位置到另一个位置而发生变化。已发现，现有的氧感测器仅仅能够测量单个点的氧水平，使得充分测量氧水平不方便，这是由于需要重复测量或者不可靠、由于可选择的点数量有限以及由于需要用来提供多个同时测量的设备昂贵。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种根据权利要求1的特征的植物培育环境系统。尤其是，提供了一种植物培育环境系统，包括：氧感测装置，用于感测所述环境中的氧水平；所述氧感测装置包括用于支撑基质的底板；以及多个氧感测器，每一个以预定位置位于所述底板上，用于感测所述基质中的局部氧水平。
在一优选实施方式中，氧感测器相对于底板的高度不同。已发现，氧水平可以相对于底板的高度而显著变化，以及灌溉方案会非常依赖于在不同高度处感测到的特定氧水平。
在另一方面，本发明提供了一种在植物培育环境系统中培育植物的方法，包括：在用于培育植物的基质中提供用于感测氧水平的氧感测装置；在所述基质的多个预定位置处测量氧水平，用于感测所述基质中的局部氧水平；以及响应于在所述多个预定位置处测量到的氧水平调整所述基质中的水灌溉。这里优选地，根据在基质中的预定高度处感测到的氧水平，所述方法可以包括从基质排水和/或将水供应到基质以调节基质中的氧水平。
具体地，当在基质的较高部分中的氧水平低时，所述方法可以包括从该基质排水。可选地，或者另外地，当在基质的较低部分中的氧水平低时，所述方法包括从该基质供水。
附图说明
将参照附图描述本发明的其它方面和优点。这里：
图1示出了根据本发明的植物培育环境系统的示意图；
图2示出了在排水(A)和供水(B)中的差别的示图；以及
图3示出了在两个位置(A)或三个位置(B)中局部供水的效果的示图；以及
图4示出了测量到的平均氧含量与各种与植物培育相关的其它生长因素的相关图。
具体实施方式
在图1中，示出了用于温室或其它植物生长环境中的容器1，其可根据本发明进行改装以提供同时或几乎同时(例如，连续)测量基质2中的氧水平。基质2通常是常规基质如矿物生长基质：玻璃棉或石棉。植物3通过供水和其它生长因素而在基质2上进行培育。水通常是借助于供水装置4来提供的。为了充分监测生长条件，提供了氧测量装置5，其连接于氧感测器6。氧测量装置5被设置为处理多个输入信号的处理器，该信号可以是电或光学性质的。在该优选实施方式中，感测器6被设置为(如示意性示出的)光学纤维7(玻璃纤维)。在其远端涂覆有氧敏感涂层8，尤其是，对于氧水平敏感的荧光染料。通常，这样的染料可以是其中埋置了有机金属复合物的复合材料。
该有机金属复合物是氧敏感性荧光染料，其中荧光的量和荧光寿命依赖于介质中的氧含量。这样的有机金属通常包括三Ru2+-4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲；这种Ru(钌)络合物是特别氧敏感性的，但也可使用其它有机金属，如Os络合物或Pt络合物。由于基质2的透气性，氧可与有机金属络合物相互作用。因此，荧光的量受介质中氧的量所影响。通过测量荧光的发射强度或寿命，可确定所述影响的程度、以及由此确定氧含量。
测量氧水平的典型方式是优选通过氧测量装置5中的灯(未示出)产生荧光染料敏感性的特定波长的光。通过光纤7，这种光传送到荧光涂层8上，其在氧的影响下表现出如上所述的特定荧光行为。通过相同光纤7将这种荧光引导回氧测量装置5，在此它可以被光电转换以提供电感测信号，从而方便地测量这种荧光。这种信号可供应到AD转换器中并通过处理器进一步处理以计算氧水平。而且，这种信息可以通过处理器与位置信息(其可在存储元件中固有地获得)进行组合。因此，该光纤可以基于预定位置顺序或其它识别特征进行识别，并且这种识别可结合于可获得的位置信息。可选地，感测器6可以具有定位装置和将定位信息提供给氧测量装置5的信号电路。
为了将感测器固定在基质2中，根据本发明，将所述感测器以预定位置安置在底板9上，用于感测基质2中的局部氧水平。这可优选地通过将引导元件10如金属管等安装在底板9上并通过其提供光学纤维直至预定高度来完成。可选地，底板9可以例如通过塑料模制成形而用塑料制成，并且底板9和引导件10可以一体式形成(monolithically)。
此外，为了提供方便易处理的实施方式，所述光纤可以设置有连接元件11，其单个地或总体地将所述光纤连接至氧测量装置5的光学输入/输出12。在装置5中，所述光纤可以连接至光电阵列元件如线性或矩阵元件。其输出可被在空间上分开而属于不同光纤，每一个对于基质2中的预定空间位置是可识别的。可提供可选的机械或光学转换(开关，switching)以选择一个或多个光纤用于处理。而且，可选地，可通过多路或平行处理来源于多个光纤的光学信号而提供同时或连续的处理。
如在图1中的优选实施方式所描述的，除了监测外，通过图1中所描述的实施方式中的实例所示，还可提供对排水装置13和/或供水装置4的直接控制，以便调整对基质的水灌溉方案(或策略)。在图2和图3中示出了局部氧水平的测量可以如何用于调整灌溉方案(或策略)。
尤其是，图2示出了在约1×2m的常规石棉基质中实施的测量。在该基质中，在沿着基质长度的15个线性位置上，测量了在40个在空间上不相同的位置上的氧水平。在该示图中，高度位置表示为a、b、c或d位置，其中a是较低位置而d是刚刚在基质表面下的较高位置。在该测量装置中，感测器由不同高度的金属针形成，其涂覆有如上所述的对于氧水平敏感的荧光涂层。通过局部照射该涂层并测量该涂层的荧光衰减来测量涂层的荧光。在图2A情形中，将基质95％浸没于低氧(氧耗尽)水中作为最初开始情形。然后，在图2A情形中，对基质进行排水，从95％到80(％)浸没。
图2A示出了在X轴上根据高度分类的位置感测器(左边的最低a-感测器和b-感测器，右边的较高c-感测器和d-感测器)。在Y轴上，以百分数示出了氧水平的增加。如清楚示出的，在较高区域(bcd位置，在归类到右边的示图中)，测量到氧含量的显著(约4％)正增加。较低区域较少地得益于给基质排水。
接着，将富氧水供应给基质。图2B清楚地示出了这均匀地影响氧水平分布，尤其是，在较低高度(a-、b-感测器)氧水平也增加了。这可表明，根据氧分布，对基质供水或排水可以影响基质中的氧水平并且可以控制垂直方向上基质的较高或较低部分的充氧。
图3示出了水供应的位置以及这可以如何影响水平面上的氧分布。在图3A中，水供应到两个位置(5和10位置，位于基质长度的约1/3和2/3处)。在5位置(位置4d、5a-c和6a-c表现出显著的充氧增加)和10位置周围的垂直方向上清楚地示出了氧增加。
在图3B中，对于三个不同供应位置(具体是2、8和14位置)实施了相同的程序。同样，清楚地，2-4位置、7-9位置和13-14位置表现出氧水平的正增加。
在图4中，示出了相关图，表明在培育基质的预定高度处(在距基质底部1cm的多个位置处测量)的平均氧(O2)含量之间强相关。其清楚地示出了与其它光(LI，强负相关)、基质的温度(MatTemp)、天的时间(Time)、以及水含量(WG)之间的强相关。带条纹区域表示负相关。基质的温度和基质的水含量、以及温室中的光强度看来与氧含量是负相关：基质中光越少以及水越冷和越少，氧含量越高。
尽管已用图1的具体实施方式描述了本发明，但是对该实施方式的各种变形和改变也落入本发明权利要求的范围内。这样的变形可以是台面、土壤或混凝土底板。此外，除了矿物生长基质外，其它基质如泥炭、椰子纤维等也落入本发明权利要求的范围内。所述基质可以以板体、罐体、块状体存在。变形还可包括：氧感测信号的电传输；通过接触感测器的探针的感测器的局部读出，例如，接触施加在直立于底板上的圆柱形针上的氧敏感涂层的探针。这样的变形或改变被认为是如所附的权利要求书要求保护的本发明的一部分。

Claims (9)

1.一种植物培育环境的系统，包括：
氧感测装置，用于感测所述环境中的氧水平；所述氧感测装置包括：
底板，用于支撑基质；和
多个氧感测器，每一个以预定位置置于所述底板上，用于感测所述基质中的局部氧水平。
2.根据权利要求1所述的植物培育环境系统，其中，所述氧感测器相对于所述底板的高度不同。
3.根据权利要求1或2所述的植物培育环境系统，其中，所述感测器设置在相对于所述底板在预定位置处垂直定向的光学纤维的远端，所述光纤可连接于读出装置。
4.根据权利要求3所述的植物培育环境系统，其中，所述光纤被插入相对于所述底板固定的圆柱形引导装置中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的植物培育环境系统，进一步包括可连接到所述氧感测器用于读出所述氧感测器的光学输出的读出装置和用于将所述多个氧感测器中预定的一个转换到所述读出装置的转换装置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的植物培育环境系统，其中，所述氧感测器包括在入射光影响下提供荧光的氧敏感荧光染料，所述荧光可以在读出装置中被读出，其中荧光寿命与感测到的氧水平相关。
7.一种在植物培育环境系统中培育植物的方法，包括：
提供感测用于培育植物的基质中的氧水平的氧感测装置；
测量所述基质中在多个预定位置处的氧水平，用于感测所述基质中的局部氧水平；以及
响应于在所述多个预定位置处测量到的氧水平，调整所述基质中的水灌溉。
8.根据权利要求7所述的植物培育方法，其中，所述氧感测器相对于底板的高度不同。
9.根据权利要求7和8中任一项所述的方法，包括从所述基质排水和/或供水给所述基质以调节所述基质中的氧水平。
CNA2006800076339A 2005-03-09 2006-03-08 多倍氧测量装置 Pending CN101160042A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05075573A EP1700520A1 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Multifold oxygen measurement device
EP05075573.5 2005-03-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101160042A true CN101160042A (zh) 2008-04-09

Family

ID=34938090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006800076339A Pending CN101160042A (zh) 2005-03-09 2006-03-08 多倍氧测量装置

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20090126268A1 (zh)
EP (2) EP1700520A1 (zh)
CN (1) CN101160042A (zh)
AT (1) ATE540573T1 (zh)
AU (1) AU2006221188B2 (zh)
BR (1) BRPI0608697A2 (zh)
CA (1) CA2600457C (zh)
PL (1) PL1860931T3 (zh)
WO (1) WO2006096054A1 (zh)
ZA (1) ZA200708255B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090094022A (ko) * 2006-12-07 2009-09-02 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 온실을 위한 제어 설비
EP2238427A4 (en) 2007-06-04 2014-06-25 Autoagronom Israel Ltd WATER AND FERTILIZER MANAGEMENT SYSTEM
NL2021441B1 (en) 2018-08-08 2020-02-20 Fytagoras B V Mechanical multiplexing of optical sensor
JP7129296B2 (ja) * 2018-09-26 2022-09-01 キヤノン株式会社 画像処理装置、画像処理装置の制御方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5096294A (en) * 1990-03-19 1992-03-17 Queen's University At Kingston Method and apparatus for measuring oxygen concentration and its subsequent use in estimating nitrogen fixation in plants
WO2001006326A1 (en) 1999-07-14 2001-01-25 Imation Corp. Filter for use with an electrographic imaging system and sensing mechanism for such filter
NL1014464C2 (nl) * 2000-02-22 2001-08-24 Tno Optische sensor voor het meten van zuurstof.
GB0117182D0 (en) * 2001-07-13 2001-09-05 Rockwool Int Method and system for growing plants
AU2003237206A1 (en) * 2002-05-22 2003-12-12 University Of Florida Automatic control method system for irrigation

Also Published As

Publication number Publication date
EP1700520A1 (en) 2006-09-13
CA2600457C (en) 2013-05-21
AU2006221188A1 (en) 2006-09-14
EP1860931B1 (en) 2012-01-11
CA2600457A1 (en) 2006-09-14
AU2006221188B2 (en) 2011-12-08
WO2006096054A1 (en) 2006-09-14
BRPI0608697A2 (pt) 2010-12-07
EP1860931A1 (en) 2007-12-05
WO2006096054A8 (en) 2007-10-18
ZA200708255B (en) 2008-10-29
US20090126268A1 (en) 2009-05-21
PL1860931T3 (pl) 2012-08-31
ATE540573T1 (de) 2012-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101581770B (zh) 一种led灯具流明效率测试方法
CN101160042A (zh) 多倍氧测量装置
CN201622322U (zh) Oled光电性能综合测试装置
KR101036598B1 (ko) 태양광 조도 제어유닛의 제어하에 광출력을 제어하는 ｌｅｄ 집광형 식물 재배 장치
US8705023B2 (en) Testing apparatus and method for testing light emitting diode lamp
CN205192571U (zh) 一种基于ccd的液位测量装置
ATE536543T1 (de) Verbesserter umkehrbarer, kostengünstiger, verteilter glasfasersensor mit hoher räumlicher auflösung
CN102519623A (zh) 分布式应变/温度传感光纤坐标定位装置
CN206281484U (zh) 高精度全站仪仪器高量测系统
CN212674300U (zh) 一种地面太阳反射率综合测试装置
CN113984700A (zh) 一种非接触式近红外土壤墒情在线检测装置及方法
CN101551280A (zh) 一种非恒温下的闭环反馈控制分布式光纤温度传感系统
CN201429463Y (zh) 一种led灯具流明效率测试装置
CN100478419C (zh) 焦炉温度连续测量方法
CN210833509U (zh) 基于弱光栅的变电站地面沉降监测装置
CN216117317U (zh) 一种非接触式近红外土壤墒情在线检测装置
CN116267316A (zh) 一种智能化生态绿化环养苗木生长监控管理系统
CN204679424U (zh) 一种带温度补偿的水质监测用比色装置
CN210323346U (zh) 一种用于室内光源定位的验证装置
CN212674925U (zh) 一体化土壤水分入渗及蒸发模拟试验装置
CN210352280U (zh) 用于植物夜间补光的装置
CN219368731U (zh) 一种非埋式桩板结构的沉降观测装置
CN202734963U (zh) 一种分光光度计
CA2065631C (en) Optic sensor designed to supply information representative of the state of a surface
CN214793029U (zh) 物体垂直面快速测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080409